KR100302034B1 - 판금부품 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 판금 부품은 2장의 금속판을 대향 단부에서 용접하여 얻은 일체의 금속판을 원하는 형상으로 프레스 성형하여 형성된 것이며, 일체의 금속판의 용접부에서 일체의 금속판의 표면에서 돌출하는 동시에 용접부의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타내는 팽창 돌출부를 갖는다. 판금 부품의 제조에 있어서, 일체의 금속판은 프레스 성형기의 상부 주형과 하부 주형 사이에 반입되며 일체의 금속판의 용접부의 일부를 포함하는 금속판 영역을 하부 주형에 형성하는 펀치와 상부 주형에 펀치와 대향하여 형성되는 오목부 사이에 위치 결정하고 금속판 영역을 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 팽창 돌출부를 형성한다.

Description

판금 부품 및 그 제조방법
본 발명은 판금 부품 및 그 제조방법에 관한 것이며 특히, 용접 품질을 용이하면서 신뢰성이 양호하게 검사할 수 있는 판금 부품 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량의 안전성에 관여하는 차량 부품, 예를 들면, 프레임이나 크로스 멤버 등은 판금 부품으로 구성된다. 이러한 판금 부품에는 2장의 금속판을 대향 단부에서 용접하여 얻은 일체의 금속판을 원하는 형상으로 프레스 가공한 것이 있다. 예를 들면, 차량의 사이드 프레임은 제 l 금속판으로 이루어지는 프론트(front) 부재와 제 l 금속판보다 판 두께가 두껍고 고강도인 제 2 금속판으로 이루어지는 리어(rear) 부재로 구성되며 정면 충돌시에 주로 프론트 부재가 크게 변형되어 충격을 흡수하도록 되어 있다. 제 1 및 제 2 금속판은 맞대기 용접하거나 포개어 용접함으로써 양쪽 금속판의 대향 단부에서 서로 일체로 결합되고 다시 프레스 성형함으로써 원하는 형상의 사이드프레임으로 성형된다. 사이드 프레임에는 차량의 서스펜션, 엔진, 트랜스미션 등의 중요 보안 부품이나 특별 보증 부품이 부착되어 있다. 따라서 사이드 프레임에 용접불량이 있으면 차량 안전성에 문제가 생길 염려가 있다.
그래서, 안전성에 깊게 관여하는 사이드 프레임 등의 중요한 판금 부품에 관해서는 그 용접 품질을 확인하려고 판금 부품을 얻는 단계 또는 판금 부품을 편입하여 완성된 차량을 얻는 단계에서 판금 부품을 전수 검사하는 것이 바람직하며 전수 검사방법이 검토되고 있다.
판금 부품의 용접부분을 절단하고 절단부를 확대경 등을 사용하여 육안으로 용접 품질을 판정하면 판금 부품의 용접 품질을 정밀도가 양호하게 검사할 수 있다. 이러한 방법은 임의 검사에는 적용할 수 있지만 전수 검사에 적용할 수 없다. 한편, 완성 차량 단계에서는 판금 부품, 예를 들면, 사이드 프레임에는 도포가 실시되며 육안에 의한 외관 검사로 사이드 프레임의 용접 품질을 판정할 수 없다.
본 발명의 목적은 용접부의 용접 품질을 외관 검사로 간단하면서 정밀도가 양호하게 판정할 수 있는 판금 부품 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양태에 따르면 판금 부품은 2장의 금속판을 대향 단부에서 용접하여 얻는 일체의 금속판으로 이루어지는 주체부와 이러한 주체부의 용접부에서 주체부의 표면으로부터 돌출된 팽창 돌출부를 구비한다. 팽창 돌출부는 용접부의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타낸다.
바람직하게는 팽창 돌출부는 주체부의 표면에서 소정의 돌출량만 돌출하고 있다. 소정의 돌출량은 2장의 금속판이 용접부에서 양호하게 용접되는 경우에 팽창 돌출부에 용접 불량을 나타내는 외관 이상을 발생시키지 않으며 용접이 불량인 경우에는 외관 이상을 발생시키도록 설정한다.
본 발명의 판금 부품에 따르면 팽창 돌출부는 판금 부품의 제조에 제공되는 일체의 금속판의 용접부의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타낸다. 즉, 용접 상태(용접 품질)가 양호하면 팽창 돌출부에 외관 이상, 예를 들면, 균열은 생기지 않는다. 한편, 용접 상태가 불량하면 팽창 돌출부에 외관 이상이 생긴다. 따라서, 팽창 돌출부의 외관에 근거하여 판금 부품의 용접 상태를 적절하게 판정할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 판금 부품은 외관 검사만으로 간단하면서 정밀도가 양호하게 용접부의 용접 품질을 판정할 수 있다. 따라서, 본 발명은 특히, 용접 품질이 안전성에 영향을 미치는 동시에 중요 보안 부품이나 특별 보증 부품이 장착되는 차량 프레임 등의 판금 부품을 제공하는 데 적절하다. 또한, 판금 부품은 이러한 용접부를 절단하지 않고 최종 제품으로 판금 부품을 편입하기 전 또는 편입한 후에 외관 검사함으로써 용접 품질을 확실하게 판정할 수 있으며 전수 검사를 할 수 있다. 예를 들면, 본 발명을 차량의 사이드 프레임에 적용하는 경우, 사이드 프레임의 용접 품질을 차체 부품에 접합하기 전 및 접합한 이후의 어느 경우에도 용이하면서 확실하게 전수 검사할 수 있게 되고 차량의 품질 보증, 나아가서는 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기한 2장의 금속판은 서로 다른 형상을 가질 수 있으며 예를들면, 서로 다른 판두께를 가질 수 있다. 2장의 금속판은 대향 단부에서 맞대기 용접하거나 포개어 용접한다. 이와 같은 적절한 양태에 따르면 2장의 금속판은 판금 부품의 기계적 요건이나 외관 요건에 적합한 소요의 기계적 성질 및 형상을 구비하는 일체의 금속판에 용접한다. 예를 들면, 충격력이 가해질 때에 2장의 금속판의 한편이 크게 변형되어 충격력을 흡수하는 차량의 사이드 프레임을 제공할 수 있다.
본 발명에서 바람직하게는 팽창 돌출부는 반구 형상으로 형성된다. 또한, 팽창 돌출부의 정점부는 용접부의 일부에 꼭 들어 맞는다. 이러한 적절한상태에 따르면 팽창 돌출부는 용접부의 용접 품질을 보다 정확하게 나타내는 외관을 보이며 외관 검사로 용접 품질을 정확하게 판정할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 2장의 금속판을 대향 단부에서 용접하여 얻은 일체의 금속판을 제 1 프레스 성형기를 사용하여 판금 부품으로 프레스 성형하는 판금 부품의 제조방법이 제공된다.
이러한 제조방법은 제 2 프레스 성형기의 제 l 및 제 2 프레스 주형 절반부분 사이에 프레스 성형 미완료 또는 프레스 성형 완료의 일체의 금속판을 반입하고 일체의 금속판의 용접부의 일부를 포함하는 금속판 영역을 제 1 프레스 주형 절반부에 형성되는 펀치와 상기 펀치와 마주보는 동시에 펀치의 침입을 허용하도록 제 2 프레스 주형 절반부에 형성하는 오목부와의 사이에 위치를 결정하는 공정(a)과 상기한 일체의 금속판의 금속판 영역을 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 용접부의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타내는 팽창 돌출부를 상기한 일체의 금속판에 형성하는 공정(b)을 구비한다.
바람직하게는 공정(b)은 금속판 영역에 소정의 소성 변형량을 발생시킴으로써 팽창 돌출부를 형성한다. 상기한 소정의 소성 변형량은 2장의 금속판이 양호하게 용접되는 경우에는 팽창 돌출부에 용접 불량을 나타내는 외관 이상을 발생시키지 않으며 용접이 불량인 경우에 외관 이상을 발생시키도록 설정한다.
본 발명의 판금 부품 제조방법에 따르면 외관 검사에 의해 용접 상태를 판정할 수 있는 판금 부품을 적절하게 제조할 수 있다. 판금 부품은 용접 상태에 대응하는 외관을 나타내는 팽창 돌출부를 가지므로 이러한 팽창 돌출부의 외관에 근거하여 용접상태를 적절하게 판정할 수 있다.
부언하면, 본 발명은 에릭센 시험중에 시험편에 생기는 현상에 착안하여 창안된 것이다. 에릭센 시험은 판재(시험편)에 구상 펀치를 서서히 압입하고 판재에 균열이 생길 때의 펀치 압입 심도를 판재의 성형성 평가를 위한 에릭센 값으로서 구한다.
실제로 균열이 생길 때까지 시험편을 소성 변형시키는 에릭센 시험과 상이하며 본 발명은 일체의 금속판의 용접부분의 일부를 포함하는 금속판 영역을 소정량만큼 소성 변형시켜 팽창 돌출부를 형성하는 것이며 소정의 소성 변형량은 일체의 금속판의 용접부의 용접 상태가 통상과 같이 양호하면 팽창 돌출부에 균열이 생기지 않을 정도로 제약된다.
본 발명에서 바람직하게는 공정(a 및 b)은 제 1 프레스 성형기를 겸하는 제 2 프레스 성형기를 사용하여 일체의 금속판을 원하는 형상의 판금 부품으로 프레스성형하는 동시에 실시되며 이에 따라 일체의 금속판의 프레스 성형과 동시에 팽창 돌출부를 형성한다. 이러한 적절한 양태에 따르면 팽창 돌출부가 부착된 판금부품의 제조효율이 향상되며 특히, 용접 품질에 관해서 전수 검사가 실시되는 판금부품을 효율적으로 제조할 수 있다.
또는 제 1 프레스 성형기와는 별도의 팽창 돌출부의 형성에 전용의 제 2 프레스 성형기를 사용하여 일체의 금속판에 팽창 돌출부를 형성한다. 이러한 팽창 돌출부의 형성은 일체의 금속판을 프레스 성형하기 전 또는 후에 실시된다. 이러한 변형 양태에 따르면 팽창 돌출부 부착 또는 팽창 돌출부가 없는 판금 부품을 필요에 따라 제조할 수 있다. 따라서, 많은 숫자가 제조되는 판금 부품의 몇개에 팽창 돌출부를 설치하여 팽창 돌출부의 외관에 근거하여 용접 품질검사를 실시함으로써 다수의 판금부품의 용접 품질을 임의 검사할 수 있다.
바람직하게는 2장의 금속판은 용접부에서 맞대기 용접하거나 포개어 용접한다.
공정(a 및 b)에서 사용되는 펀치는 반구 형상을 가지며 팽창 돌출부는 반구상으로 형성된다.
공정(a)은 용접부의 일부가 펀치의 말단에 꼭 들어맞도록 일체의 금속판을 위치 결정하고 이러한 위치 결정 상태에서 공정(b)을 실시하여 팽창 돌출부의 정점부를 용접부의 일부에 정합하는 위치에 설치한다. 이러한 적절한 양태에 따르면 팽창 돌출부는 용접부의 용접 품질을 정확하게 나타내는 외관을 보이며 외관 검사에 의해 용접 품질을 정확하게 판정할 수 있게 된다.
바람직하게는 공정(b)에서 제 2 프레스 주형 절반부의 오목부 내에서 제 l 프레스 주형 절반부의 펀치에 의해 가압되어 금속판 영역이 소성 변형되는 동안 제 2 프레스 주형 절반부는 금속판 영역에 작용력을 미치지 않는다. 이러한 바람직한 양태에 따르면 용접부의 용접 품질을 보다 정확하게 나타내는 외관을 보이는 팽창 돌출부를 형성시킬 수 있다.
도 l은 매쉬 씸 용접에 의해 제조되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 사이드 프레임의 개략적인 사시도.
도 2는 사이드 프레임의 팽창 돌출부를 나타내는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따르는 부분 확대 단면도.
도 3은 도 l에 도시된 사이드 프레임의 제조공정 등을 도시하는 도면으로서, 도 3의 좌측 최상방 부분은 2장의 금속판을 매쉬 씸 용접하여 일체의 금속판을 얻는 공정을 도시하고, 2번째의 윗쪽 부분은 일체의 금속판을 프레스 성형하여 얻은 사이드 프레임을 도시하고, 우상 부분은 프레스 성형기에 대한 일체의 금속판의 위치 결정 공정을 도시하고, 우하 부분은 일체의 금속판에 대한 팽창 돌출부의 형성공정을 도시하며, 좌측의 2번째 하측 부분은 외관 검사공정을 나타내며 최하방 부분은 차체로 프레임을 편입하는 공정을 도시하고 있는 도면.
도 4는 도 3의 좌상 부분에 나타낸 매쉬 씸 용접에 사용하는 매쉬 씸 용접기의 일부 요소를 일체의 금속판과 함께 나타내는 부분 확대도.
도 5는 레이저 용접에 의해 제조되는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 사이드 프레임의 개략적인 사시도.
도 6은 사이드 프레임의 팽창 돌출부를 나타내는 도 5의 VI-VI선에 따르는 부분 확대 단면도.
도 7은 도 5에 나타낸 사이드 프레임의 제조공정을 나타내는 도 3과 동일한 도면.
도 8은 본 발명의 변형예에 따른 판금 부품 제조방법을 조립 공정 및 검사공정과 함께 나타내는 블록도.
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 2 : 일체의 금속판 3 : 용접부
4 : 팽창 돌출부 10 : 사이드 프레임
11 : 상부 주형 12 : 하부 주형
13 : 펀치 14 : 오목부
하기에 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 판금 부품 및 그 제조방법을 차량을 구성하는 판금 부품의 하나인 차량용 사이드 프레임을 예로 들어 설명한다.
도 l에 참조 부호 10으로 도시된 사이드 프레임은 그 프론트 부재를 구성 하는 제 1 금속판(1)과 리어 부재를 구성하는 제 2 금속판(2)을 용접하여 얻은 일체의 금속판을 원하는 형상으로 프레스 가공한 주체부(10a)를 구비하고 있다. 도 2에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이 프레임 주체부(10a)의 용접부(3)에서 제 l 금속판(1)의 후단부와 제 2 금속판(2)의 전단부가 겹쳐 있다. 제 1 및 제 2 금속판(1, 2)은 용접부(3)에서 겹쳐져 용접(본 실시예에서 매쉬 씸 용접)되어 있다.
그리고, 용접부(3)의 용접 품질(용접 상태)을 외관 검사에 의해 판정할 수 있게 하여야 하며 프레임 주체부(l0a)에는 팽창 돌출부(4)가 형성되어 있다. 이러한 팽창 돌출부(4)는 프레임 주체부(l0a)의 용접부(3)의 높이 방향 중앙부를 포함하는 영역(이하, 금속판 영역 또는 변형 영역이라고 한다)을 소성 변형시킴으로써 설치된다. 팽창 돌출부(4)는 프레임 주체부(l0a)의 바깥쪽 측면으로부터 차량(도시 생략됨)의 폭방향 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 본 실시예에서 팽창 돌출부(4)는 반구 형상으로 형성되며 팽창 돌출부(4)의 정점부는 용접부(3)의 중앙부에 정합하는 위치에 설치되어 있다.
팽창 돌출부(4)의 돌출량(높이 H)은 팽창 돌출부(4)의 형성에 따르는 금속판 영역의 소성 변형량에 대응한다. 팽창 돌출부(4)의 높이(H; 소성 변형량)는 양호하게 용접된 용접부(3)의 중앙부를 포함하는 금속판 영역이 소성 변형되어 팽창 돌출부(4)가 형성되는 경우에는 용접 불량을 나타내는 외관 이상(예: 균열)을 팽창 돌출부(4)에 발생시키지 않으며 용접 불량의 용접부(3)의 중앙부를 포함하는 금속판 영역이 소성 변형되어 팽창 돌출부(4)가 형성되는 경우에는 외관 이상을 발생시키도록 설정된다.
하기에 도 3을 참조하여 도 1 및 도 2에 나타낸 사이드 프레임(l0)의 제조방법을 설명한다.
우선, 예를 들면, 판 두께 1.4mm의 강판을 원하는 형상으로 절단하여 제 1 금속판(1)을 얻고 또한, 예를 들면, 판 두께 2.3mm의 강판을 원하는 형상으로 절단 하여 제 2 금속판(2)을 얻는다. 다음에 제 2 금속판(2)의 전단부 상면에 제 1 금속판(l)의 후단부 하면을 적재하여 금속판(1, 2)의 대향한 부분끼리(보다 상세하게는 대향 단부 부분끼리)를 포개고 이러한 포갠 부분을 도 4에 도시한 매쉬 씸 용접기의 가압·급전 겸용의 2개의 원판 전극(21, 22)에 의해 삽입한다. 제 l, 제 2 금속판(l, 2)은 매쉬 씸 용접기의 도시되지 않은 클램프 기구에 의해 클램프된다.
금속판(1, 2)의 겹친 폭, 즉 용접부(3)의 폭은 원판 전극(2l, 22)의 폭보다 작게 된다. 도 4 내에서 부호(23)는 1차측 권선이 도시되지 않은 전원에 접속되고 2차측 권선이 전극(2l, 22)에 접속된 용접 변성기를 나타낸다,
그리고, 도 3의 좌측의 최상방 부분(공정 S3l)에 나타낸 바와 같이 용접 변성기(23; 도 4)로부터 원판 전극(2l, 22)에 용접 전류를 인가하는 원판 전극을 회전시키면서 원판 전극(21, 22)에 의해 금속판(l, 2)의 포갠 부분의 길이 방향 각 부분을 순차적으로 가압 및 가열하고 이에 따라 금속판(l, 2)의 포갠 부분을 직선상으로 매쉬 씸 용접하여 일체의 금속판(1, 2)을 얻는다.
다음에 일체의 금속판(1, 2)을 프레임 주체부(10a; 광의로는 사이드 프레임(l0))에 프레스 성형하는 동시에 용접부(3)의 중앙부 및 그 근방에 팽창 돌출부(4)를 형성한다.
일체의 금속판의 프레스 성형 및 팽창 돌출부(4)의 형성에 사용되는 프레스 성형기는 도 3의 우상부에 나타낸 바와 같이 상부 주형(제 1 프레스 주형 절반부; l1)과 하부 주형(제 2 프레스 주형 절반부; 12)을 갖고 있다. 도 3에서는 도시를 생략하지만 상부 주형(11) 및 하부 주형(12)의 각각의 성형면은 일체의 금속판을 원하는 형상의 사이드 프레임(10)에 성형하는 데 알맞은 형상을 갖고 있다. 또한, 팽창 돌출부(4)의 형성에 관련하여 하부 주형(12)의 성형면에는 반구상의 펀치(l3)가 설치되고 상부 주형(11)의 성형면에는 하부 주형(12)의 펀치(13)와 마주보는 오목부(l4)가 설치되어 있다. 이러한 오목부(14)는 펀치(l3)의 침입을 허용하는 공간을 제공한다. 본 실시예에서는 오목부(l4)는 상부 주형(11) 및 하부 주형(12)의 마주보는 면끼리 맞닿아 펀치(13)에 의한 금속판 영역의 가압이 완료된 상태에서도 일체의 금속판의 변형 영역에 관해 펀치(13)와 반대측에 자유 공간을 제공하도록 설치되어 있다.
사이드 프레임(10) 및 팽창 돌출부(4)를 동시 형성할 때에 우선, 도 3의 공정(S32)에 나타낸 바와 같이 일체의 금속판(1; 2)을 프레스 성형기의 상부 주형(l1)과 하부 주형(l2)의 사이에 반입한다. 그리고 금속판 영역이 하부 주형(12)의 펀치(13)와 상부 주형(l1)의 오목부(14) 사이에 위치하도록 일체의 금속판(1, 2)를 위치 결정한다. 본 실시예에서는 금속판 영역에 포함되는 용접부(3)의 중앙부가 펀치(13)의 말단에 꼭 들어맞도록 일체의 금속판(1, 2)을 위치 결정한다.
그리고, 이러한 위치 결정 상태에서 도 3의 우하부(공정 S33)에 나타낸 바와 같이 프레스 성형기를 프레스 성형 동작시킨다. 이러한 프레스 성형 동작시에 일체의 금속판(1, 2)의 금속판 영역의 주위 부분이 상부 주형(11)과 하부 주형(12)에 끼워진 상태에서 일체의 금속판(1, 2)의 금속판 영역의 하면이 반구상의 펀치(13)에 의해 가압되고 이러한 금속판 영역이 소성 변형되어 반구상의 팽창 돌출부(4)가 형성된다. 오목부(14)가 금속판 영역에 관해서 펀치(13)와 반대측에서 금속판 영역과 상부 주형(l1)의 사이에서 자유공간이 존재하도록 상부 주형(l1)에 형성되어 있으며 펀치(13)의 압력을 받아 금속판 영역이 소성 변형하는 동안, 상부 금형(l1)은 금속판 영역에 아무런 작용력도 가하지 않는다. 즉. 팽창 돌출부(4)의 형성에 있어서 금속판 영역에 필요없는 작용력이 미치지 않으며 팽창 돌출부분(4)은 용접부(3)의 용접 품질을 정확히 나타내는 외관을 보인다. 상세하게는 제 1 및 제 2 금속판(l, 2)이 양호하게 용접되는 용접부(3)의 일부를 포함하는 금속판 영역이 소성 변형되어 팽창 돌출부(4)가 형성되는 경우에는 용접 불량을 나타내는 외관 이상(예: 균열)을 팽창 돌출부(4)에 생기게 하지 않는 한편, 용접 불량의 용접부(3)의 일부를 포함하는 금속판 영역이 소성 변형되어 팽창 돌출부(4)가 형성되는 경우에는 외관 이상이 생긴다.
상기한 바와 같이 하여 얻은 사이드 프레임(l0; 바람직하게는 그 전체 숫자)의 팽창 돌출부(4)의 외관을 도 3에서 공정(S34)으로 나타낸 바와 같이 육안 또는 확대경을 사용하여 검사한다. 팽창 돌출부(4)에 균열 등의 외관 이상이 없는 용접 품질이 좋은 사이드 프레임(10)은 도 3에 공정 S35로 나타내는 차체 조립 공정에서 차체에 조립 부착될 수 있다. 또는, 도 8에서 공정 S84 및 S85로 일반적으로 나타낸 바와 같이 사이드 프레임(10)을 차체에 편입하여 완성된 차량을 얻는 단계에서 사이드 프레임(10)의 용접 품질이 팽창 돌출부(4)의 외관에 근거하여 검사된다.
하기에서 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 사이드 프레임 및 그 제조방법을 설명한다.
2장의 금속판(1, 2)을 포개어 용접하는 제 l 실시예와 비교할때 본 실시예의 사이드 프레임(100)은 2장의 금속판(101; l02)을 이의 대향 단부에서 예를 들면, 레이저 용접에 의해 맞대기 용접하는 점이 상이하다. 사이드 프레임(100)의 기본 구성은 제 l 실시예의 사이드 프레임(l0)과 동일하며 이의 구성 요소를 제 l 실시예의 대응 요소의 참조 부호(l00)와 동일한 참조 부호로 나타내는 도 5 내지 도 7을 참조하여 사이드 프레임(l00) 및 그 제조방법을 간략하게 설명한다.
도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이 사이드 프레임(100)의 제 l 금속판(101)과 제 2 금속판(102)은 대향 단부(용접부(103))에서 용접되며 일체의 금속판으로 되어 있다. 사이드 프레임(l00)에는 용접부(103)의 용접 품질을 외관 검사에 의해 판정할 수 있는 반구상의 팽창 돌출부(104)가 일체의 금속판의 용접부(103)의 중앙부를 포함하는 영역을 소성 변형시킴으로써 설치된다. 팽창 돌출부(104)의 정점부는 용접부(103)의 중앙부에 정합한다. 팽창 돌출부(l04)의 높이(H)는 용접부(103)가 양호하게 용접되어 있는 경우에는 외관 이상(예: 균열)을 팽창 돌출부(4)에 발생시키지 않으며 용접이 불량인 경우에는 외관 이상을 발생시키도록 설정된다.
사이드 프레임(l00)의 제조에 있어서 도 7에서 공정 S7l에 나타낸 바와 같이 제 1. 제 2 금속판(l01, l02)을 대향 단부에서 맞대고 용접 토치(120)를 포함하는 레이저 용접기로 레이저 용접하여 일체의 금속판을 얻는다.
다음에 일체의 금속판을 사이드 프레임 주체부(100a; 광의로는 사이드 프레임(100))에 프레스 성형하는 동시에 일체의 금속판의 용접부(용접 라인; l 03)의 중앙부를 포함하는 금속판 영역에 팽창 돌출부(104)를 형성한다.
일체의 금속판의 프레스 성형 및 팽창 돌출부(104)의 형성에 사용되는 프레스 성형기는 도 7의 우상부에 나타낸 바와 같이 상부 주형(lll) 및 하부 주형(112)을 가지며 상부 주형 및 하부 주형은 사이드 프레임(l00)의 외형 형상에 대응하는 성형면을 갖는다. 또한, 하부 주형(1l2)의 성형면에는 반구상의 펀치(113)가 설치되고 상부 주형(l1l)의 성형면에는 하부 주형(1l2)의 펀치(113)와 마주보고 오목부(114)가 설치되어 있다.
사이드 프레임(100) 및 팽창 돌출부(l04)의 동시 형성에 있어서 일체의 금속판을 프레스 성형기의 상부 주형(l1l)과 하부 주형(112) 사이에 반입한다. 그리고 도 7에 공정 S72로 나타낸 바와 같이 금속판 영역이 펀치(113)와 오목부(114) 사이에 위치하고 또한 금속판 영역에 포함되는 용접 라인(103)의 중앙부가 펀치(113)의 말단에 꼭 맞도록 일체의 금속판(10l; 102)을 위치 결정한다. 그리고 이러한 위치 결정 상태에서 도 7의 우하부(공정 S73)에 나타낸 바와 같이 프레스 성형기를 프레스 성형 동작시킨다.
상기와 같이 하여 얻은 사이드 프레임(100)의 팽창 돌출부의 외관이 바람직하게는 전수 검사에 의해 검사되고(공정 S74) 용접 품질이 양호한 것은 차체 조립 공정(공정 S75)에서 차체에 조립 부착된다. 또는, 사이드 프레임(l00)을 차체에 편입하여 완성차를 얻는 단계에서 외관 검사가 실시된다(참조:도 8).
본 발명은 제 1 및 제 2 실시예에 한정되지 않으며 여러가지로 변형시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 실시예에서 본 발명을 차량의 사이드 프레임에 적용하는 경우에 관해 설명하였지만 본 발명은 2장의 금속판을 맞대기 용접하거나 포개어 용접하여 얻은 일체의 금속판을 프레스 성형하여 이루어진 각종 판금 부품에 적용할 수 있다.
또한. 제 l 실시예에서는 매쉬 씸 용접에 의한 포개어 용접을 실시하고 제 2 실시예에서는 레이저 용접으로 맞대기 용접을 하였지만 그 밖의 맞대기 용접하는 방법 또는 포개어 용접하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 실시예에서는 팽창 돌출부를 반구상(반원상 단면)으로 형성하였지만 U자상 단면이나 다각형상 단면으로 형성할 수 있다. 또한 팽창 돌출부를 이의 정점부가 용접부(용접 라인)의 일부에 꼭 들어맞도록 설치하는 것은 필수적이 아니며 팽창 돌출부의 비중심부가 용접부의 일부를 포함하도록 설치될 수 있다. 실시예에서는 팽창 돌출부의 외관 검사를 용이하게 하려는 팽창 돌출부를 판금 부품의 표면에서 바깥쪽으로 돌출시키지만 안쪽으로 돌출시킬 수 있다.
실시예에서는 제 1 및 제 2 프레스 성형기로서 기능하는 1개의 프레스 성형기를 사용하여 일체의 금속판을 원하는 형상으로 프레스 가공하는 동시에 팽창 돌출부를 형성하도록 하였지만 일체의 금속판의 제조공정 S8l을 포함하는 도 8에서 공정 S82 및 S83으로 일반적으로 나타낸 바와 같이 제 1 프레스 성형기를 사용하는 일체의 금속판의 프레스 가공으로 얻은 판금 부품(협의로는 판금 부품 주체부)에 제 l 프레스 성형기 이외의 제 2 프레스 성형기로 팽창 돌출부를 형성할 수 있다.
본 발명에 따라서, 용접 품질을 신뢰성이 양호하면서도 용이하게 검사할 수 있는 판금 부품 및 그 제조방법이 제공된다.

Claims (17)

  1. 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)을 대향 단부에서 용접하여 얻은 일체의 금속판으로 이루어지는 주체부(10a; 100a)와, 상기 주체부의 용접부(3; 103)에서 상기 주체부(10a; 100a)의 표면으로부터 돌출된 팽창 돌출부(4; 104)를 구비하며, 상기 팽창 돌출부(4; 104)는 상기 용접부(3; 103)의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타내는 판금 부품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 팽창 돌출부(4; 104)는 상기 주체부(10a; 100a)의 표면으로부터 소정의 돌출량(H)만큼 돌출하고, 상기 소정의 돌출량(H)은 상기 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)이 용접부(3, 103)에서 양호하게 용접되는 경우에는 팽창 돌출부(4; 104)에 용접 불량을 나타내는 외관 이상을 발생시키지 않으며, 용접이 불량인 경우에는 외관 이상을 발생시키도록 설정되는 판금 부품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)은 서로 다른 형상을 갖는 판금 부품.
  4. 제3항에 있어서, 상기 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)은 서로 다른 판 두께를 갖는 판금 부품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)은 상기 대향 단부에서 맞대기 용접되는 판금 부품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 2장의 금속판(1, 2; 101, 102)은 상기 대향 단부에서 겹치기 용접되는 판금 부품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 팽창 돌출부(4; 104)는 반구 형상으로 형성되는 판금 부품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 팽창 돌출부(4; 104)의 정점부는 용접부(3; 103)의 일부에 정합하는 판금 부품.
  9. 2장의 금속판을 대향 단부에서 용접하여 얻은 일체의 금속판을 제 1 프레스 성형기를 사용하여 판금 부품으로 프레스 성형하는 판금 부품의 제조방법에 있어서,
    (a) 제 2 프레스 성형기의 제 1 및 제 2 프레스 금형 절반부 사이에 프레스 성형이 완료되지 않았거나, 프레스 성형이 완료된 상기 일체의 금속판을 반입하고, 일체의 금속판의 용접부의 일부를 포함하는 금속판 영역을 상기 제 1 프레스 금형 절반부에 형성되는 펀치와 상기 펀치와 대향하며 펀치의 침입을 허용하도록 상기 제 2 프레스 금형 절반부에 형성되어 있는 오목부의 사이에 위치시키는 단계와,
    (b) 상기 일체의 금속판의 금속판 영역을 펀치로 가압하여 소성 변형시켜 상기 용접부의 용접 상태에 대응하는 외관을 나타내는 팽창 돌출부를 상기 일체의 금속판에 형성하는 단계를 포함하는 판금 부품 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 금속판 영역에 소정의 소성 변형량을 발생시킴으로써 팽창 돌출부를 형성하고, 상기 소정의 소성 변형량은 상기 2장의 금속판이 양호하게 용접되는 경우에는 팽창 돌출부에 용접 불량을 나타내는 외관 이상을 발생시키지 않으며, 용접이 불량인 경우에는 외관 이상을 발생시키도록 설정되는 판금 부품 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계는 상기 제 1 프레스 성형기를 겸하는 상기 제 2 프레스 성형기를 사용하여 상기 일체의 금속판을 원하는 형상의 판금 부품으로 프레스 성형하는 것과 동시에 실시되며, 이에 따라 상기 일체의 금속판의 프레스 성형과 동시에 상기 팽창 돌출부를 형성하는 판금 부품 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계는 상기 제 1 프레스 성형기와는 별도인 팽창 돌출부 형성 전용의 제 2 프레스 성형기를 사용하여 실시하여 상기 일체의 금속판에 상기 팽창 돌출부를 형성하는 판금 부품 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 2장의 금속판은 상기 용접부에서 맞대기 용접되는 판금 부품 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 2장의 금속판은 상기 용접부에서 겹치기 용접되는 판금 부품 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계에서 사용하는 상기 펀치는 반구 형상을 가지며 상기 팽창 돌출부는 반구 형상으로 형성되는 판금 부품 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 용접부의 일부가 상기 펀치의 말단에 정합하도록 상기 일체의 금속판을 위치시키고, 이러한 위치 결정 상태에서 상기 (b) 단계를 실시하여 상기 팽창 돌출부의 상기 정점부를 상기 용접부의 일부에 정합하는 위치에 설치하는 판금 부품 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 제 2 프레스 금형 절반부의 상기 오목부 내에서 상기 제 1 프레스 금형 절반부가 펀치에 의해 가압되어 금속판 영역이 소성 변형되는 동안 상기 제 2 프레스 금형 절반부는 상기 금속판 영역에 작용력을 미치지 않는 판금 부품 제조 방법.
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